Umsetzung eines energieeffizienten Klärschlammverwertungsverfahrens auf der Kläranlage Linz-Unkel
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- Silvia Rothbauer
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1 Umsetzung eines energieeffizienten Klärschlammverwertungsverfahrens auf der Kläranlage Linz-Unkel
2 Problemstellungen Simultanstabilisierung oder Faulung? Wirtschaftlich darstellbar für kleinere und/oder mittlere Anlagengrößen? Klärschlammbehandlung unter dem Aspekt Ausstieg aus der landwirtschaftlichen Verwertung wirtschaftlich möglich? Schließung des Stoffkreislaufs durch Phosphorrückgewinnung möglich? 2
3 Ausgangssituation auf der KA Linz-Unkel Ausbaugröße : EW Energieverbrauch (im Jahr 2010) : kwh hiervon für Biologie und RLS-PW : kwh spez. Energieverbrauch : 34,2 kwh/ew/a zu entsorgende Schlammmenge : t/a Energiekosten : ,00 /a Hilfsstoffe : ,00 /a Klärschlammverwertung : ,00 /a
4 Einsatzbereich der anaeroben und aeroben Stabilisierung Bisheriger Einsatzbereich Anschlussgröße (E) Zukünftiger Einsatzbereich
5 1. Verfahrensschritt 2- stufige Kompaktfaulung
6 2-stufige Kompaktfaulung
7 Schnitt
8 Umgesetzte Maßnahmen auf der KA Linz-Unkel Wasserweg Umbau des best. Anaerobbeckens zu einem Vorklärbecken (Erzeugung eines energiereichen Primär-schlammes und Entlastung der nachfolgenden Biologie; ta = ca. 0,5 h) Stilllegung des Belebungsbeckens 1 (möglich durch Reduzierung des Schlammalters auf 12 bis 15 Tage und Entlastung durch Vorschaltung des VKB)
9 Umgesetzte Maßnahmen auf der KA Linz-Unkel Wasserweg Erneuerung der Druckbelüftung durch Einsatz großformatiger Plattenbelüfter und Umwälzung während DENI-Phasen durch Impulsbelüftung (gesonderte Maßnahme) Neuverlegung verschiedener Verbindungsleitungen (z. B. zwischen VKB und BB sowie zwischen RLS-PW und BB)
10 Umgesetzte Maßnahmen auf der KA Linz-Unkel Schlammweg Bau eines Primärschlammpumpwerks Maschinelle Überschussschlammeindickung (MÜSE) Rohschlammbehälter
11 Umgesetzte Maßnahmen auf der KA Linz-Unkel Schlammweg Bau einer 2-stufigen Kompaktfaulbehälteranlage mit allen erforderlichen Peripherieaggregaten (Gasverdichter, Rührwerke, Heizschlammwärmetauscher, Heizschlammumwälzung usw.) Bau eines Gasbehälters Installation einer Mikrogasturbine
12 Mikrogasturbine zur Klärgasnutzung Turbine mit Gasaufbereitung
13 Investitionskosten - Bau : ,00 - Ausrüstung (ohne Erneuerung Belüftung) : ,00 - EMSR-Technik : ,00 - Gasturbine : ,00 Zwischensumme : ,00 zzgl. Baunebenkosten : ,00 Zwischensumme : ,00 zzgl. 19% MwSt. : ,00 Gesamt (gerundet) : ,00 Anmerkung: Die Kosten beinhalten neben dem Bau der Kompaktfaulungsanlage mit zugehörigem Technikgebäude die Umrüstung eines best. Beckens zu einem Vorklärbecken, den Bau eines Primärschlammpumpwerks, die Verlegung der verbindenden Rohrleitungen, die Herstellung der Verkehrsflächen sowie die Verstromung des anfallenden Faulgases über eine Mikrogasturbine
14 Investitionskosten nur bezogen auf die Faulbehältertechnik mit dem vorgeschalteten Betriebsgebäude - Bau (Faulbehälter und Technikgebäude) : ,00 - Ausrüstung (ohne MÜSE) : ,00 - EMSR-Technik : ,00 Zwischensumme : ,00 zzgl. Baunebenkosten : ,00 Zwischensumme : ,00 zzgl. 19% MwSt. : ,00 Gesamt (gerundet) : ,00
15 Betriebsergebnisse Kläranlage Linz-Unkel Gasertrag
16 Betriebsergebnisse Kläranlage Linz-Unkel Schlammmengen
17 Betriebsergebnisse Kläranlage Linz-Unkel Stromfremdbezug
18 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Betriebskostenvergleich Aerobe Faulung Stabilisierung Personalkosten : ,00 /a ,00 /a Energiekosten : ,00 /a ,00 /a Wartungskosten : ,00 /a ,00 /a Betriebsmittel : ,00 /a ,00 /a KS-Verwertung : ,00 /a ,00 /a Summe : ,00 /a ,00 /a Kostenvorteil Faulung : ,00 -Vergleichsjahre 2010/ ,00 -Vergleichsjahre 2010/2015-
19
20 2. Verfahrensschritt 2015 Bau eines Fremdschlammannahmebehälters Erneuerung der Entwässerung Trocknung des entwässerten Schlamms mittels Niedertemperaturtrockner Mineralisierung des Trockengutes in einer PYREG-Anlage Rückgewinnung von Abwärme
21 Fremdschlammannahmebehälter Mitverarbeitung von Biomasse Annahme von voreingedickten Klärschlämmen 5-6% TR von 2 weiteren Kläranlagen
22 Klärschlammentwässerung Vorversuche in 2012 Entwässerung mittels Siebbandpresse/Flocformer und Schneckenpresse Entscheidung Anschaffung Schneckenpresse ohne Flocformer
23 Klärschlammentwässerung Schneckenpresse
24 Schneckenpresse Ishigaki Konditionierung/Polymeransatz Schlammdurchsatz 3-5 m³/h Feststoffgehalt 2-3,5% TR Ausgangs-Feststoffgehalt 28 34% TR
25 Bandtrockner
26 Abluftbehandlung mit Wärmerückgewinnung Wärmeverteilung
27 Fließschema
28 Klärschlamm-Mineralisierung PYREG-Verfahren
29 Brennkammer des Pyreg-Verfahrens Verhinderung Bildung thermischer NOx durch Betrieb der Brennkammer im FLOX -Verfahren mit interner Rauchgasrückführung Reduktion brennstoffbedingter NOx-Emissionen durch Nutzung der Redoxreaktionen in reduzierender Atmosphäre und Abgasrückführung Verbrennungsluftstufung mit Oberluft zur Nachverbrennung von CO Grenzwerte der 17. BImSchV werden eingehalten
30 Pyreg-Anlage zur Klärschlamm- Mineralisierung
31 PYREG-Anlage Abgaswärmetauscher und Abgasbehandlung Emissionsmessstelle für Abgas und Abluft Containerverladung
32 Gesamtkosten 2. BA Bau Fremdschlammannahmebehälter mit Ausrüstung Neubau Halle mit Schleppdach Schneckenpresse, Trockner und PYREG- Anlage EMSR-Technik Baunebenkosten Rd brutto
33 Düngereigenschaften - Pflanzversuch
34 Zusammenfassung Bau und Betrieb der 2-stufigen Kompaktfaulung auf der Kläranlage Linz-Unkel ist wirtschaftlich Betrieb der Mikrogasturbine ohne Probleme Nachteil: Im Sommer geht der Wirkungsgrad zurück Thermische Verwertung der Klärschlämme auf mittleren Anlagen ist möglich Die Grenzwerte der 17. BImschV werden eingehalten 2. Stufe (Schneckenpresse, Trockner und PYREG kann energieautark bezogen auf die Wärmenutzung betrieben werden Thermische Verwertung ist wirtschaftlich nach vorliegender Kostenberechnung darstellbar Beweis auf Basis der tatsächlichen Kosten nach dem ersten Betriebsjahr Der mineralisierte Klärschlamm hält die Grenzwerte der Klärschlammverordnung und der Düngemittelverordnung ein und kann damit der Düngemittelindustrie zur Verfügung gestellt werden Der Stoffkreislauf ist damit geschlossen
35 Dank an die Fördergeber
36 Fazit 36
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